Co to są cęgi prądowe i jakie pomiary można nimi wykonać? Jak wykorzystać je z maksymalnym efektem? Który cęg prądowy najlepiej nadaje się do określonych warunków? Ta recenzja ma na celu udzielenie odpowiedzi na wszystkie te pytania.
Wraz z postępem technologicznym w sprzęcie elektrycznym i obwodach, elektrycy i technicy stają przed nowymi wyzwaniami. Postęp wymaga nie tylko wielkich możliwości od nowoczesnych przyrządów pomiarowych, ale także wielkich umiejętności ze strony osób, które z nich korzystają. Elektrycy z dobrą znajomością podstaw sprzętu testowego są lepiej przygotowani do mierzenia i rozwiązywania problemów. Zaciski są jednym z najważniejszych i najbardziej powszechnych narzędzi, które można znaleźć w dzisiejszym arsenale.
To urządzenie jest miernikiem łączącym woltomierz zaciskowy i amperomierz. Jak multimetr, po przejściu przez okres analogowy, wkroczył w świat pomiarów cyfrowych. Stworzone przede wszystkim jako wszechstronne narzędzie dla elektryków, nowoczesne modele stały się dokładniejsze i zyskały wiele dodatkowych funkcji,niektóre z nich są bardzo wyjątkowe. Obecnie cęgi prądowe powielają wiele podstawowych funkcji multimetru cyfrowego, ale różnią się od nich wbudowanym przekładnikiem prądowym.
Zasada działania
Możliwość pomiaru dużych prądów AC za pomocą cęgów prądowych opiera się na prostym działaniu transformatora. Gdy zaciski są zamknięte wokół przewodu, prąd jest w urządzeniu jak żelazny rdzeń transformatora mocy i przepływa przez uzwojenie wtórne połączone przez bocznik wejściowy. Na wejście urządzenia podawany jest znacznie mniejszy prąd ze względu na stosunek liczby zwojów uzwojenia wtórnego do liczby zwojów pierwotnego. Zwykle uzwojenie pierwotne jest reprezentowane przez jeden przewodnik, wokół którego zaciskane są szczypce. Jeśli uzwojenie wtórne ma 1000 zwojów, to prąd wtórny wynosi 1/1000 pierwotnego lub w tym przypadku przewodnika. W ten sposób 1 A jest przekształcany na 0,001 A lub 1 mA na wejściu urządzenia. Ta metoda ułatwia pomiar dużych prądów poprzez zwiększenie liczby zwojów wtórnych.
Wybór
Zakup cęgów prądowych wymaga nie tylko zapoznania się z ich specyfikacją, ale również oceny ich funkcjonalności i jakości, jaką daje konstrukcja urządzenia i technologia jego wykonania.
Niezawodność testera, szczególnie w trudnych warunkach, jest dziś ważniejsza niż kiedykolwiek. Inżynierowie, opracowując przyrządy pomiarowe, muszą je przetestować nie tylko pod kątem wytrzymałości elektrycznej, ale także mechanicznej. Na przykład cęgi prądowe Fluke przed wysłaniem do sklepówprzejść rygorystyczny program testów i oceny.
Bezpieczeństwo użytkownika powinno być priorytetem przy wyborze tego przyrządu lub innego elektrycznego sprzętu pomiarowego. Ponadto cyfrowe mierniki cęgowe muszą być nie tylko produkowane zgodnie z najnowszymi normami, ale każdy przyrząd musi być przetestowany i certyfikowany przez laboratoria badawcze, takie jak UL, CSA, VDE itp. Tylko w ten sposób możesz mieć pewność, że narzędzie spełnia wszystkie nowe wymagania i standardy bezpieczeństwa.
Rozdzielczość i zakres pomiarowy
Rozdzielczość przyrządu wskazuje, jak dokładne są jego pomiary. Określa minimalną zmianę sygnału, którą można zarejestrować. Na przykład, jeśli rozdzielczość cęgów prądowych wynosi 0,1 A w zakresie 600 A, to prąd około 100 A mierzony jest z dokładnością do 0,1 A.
Po co komu linijka oznaczona w centymetrach, jeśli trzeba określić rozmiar obiektu o wielkości kilku milimetrów? Podobnie powinieneś wybrać instrument, który może wyświetlać wymaganą rozdzielczość.
Błąd
Jest to maksymalny dopuszczalny błąd, który może wystąpić w określonych warunkach pracy. Innymi słowy, jest to miara tego, jak bardzo zmierzona wartość odpowiada rzeczywistej wartości.
Błąd przyrządu jest zwykle wyrażany jako procent odczytu. Na przykład, jeśli wynosi 1%, to dla 100 amperów rzeczywista wartość prądu wynosi od 99do 101 A.
Oprócz błędu w specyfikacji można wskazać, jak bardzo zmienia się wskazanie w skrajnej prawej cyfrze mierzonej wartości. Na przykład, jeśli dokładność jest określona jako ± (2% + 2), to dla 100,0 A rzeczywisty prąd mieści się w zakresie 97,8 - 102,2 A.
Czynnik szczytu
Wraz z rozwojem elektronicznych zasilaczy prądy pobierane z nowoczesnych systemów dystrybucji nie są już czystymi falami sinusoidalnymi 50 Hz. Zostały one dość zniekształcone z powodu harmonicznych generowanych przez te zasilacze. Jednak elementy elektryczne sieci, takie jak bezpieczniki, szyny zbiorcze, przewodniki i elementy termiczne wyłączników, są przystosowane do prądu skutecznego, ponieważ ich główne ograniczenie jest związane z rozpraszaniem ciepła. Jeśli chcesz sprawdzić obwód elektryczny pod kątem przeciążenia, musisz zmierzyć prąd skuteczny i porównać wynikową wartość z wartością nominalną. Dlatego nowoczesny sprzęt testowy musi być w stanie dokładnie zmierzyć prawdziwą wielkość sygnału, niezależnie od stopnia zniekształcenia sygnału.
Współczynnik szczytu to stosunek prądu szczytowego lub napięcia do ich wartości skutecznej. Dla czystej fali sinusoidalnej jest to 1,414. Jednak sygnał o bardzo ostrym impulsie spowoduje, że współczynnik szczytu będzie wysoki. W zależności od szerokości i częstotliwości impulsu można zaobserwować stosunek 10:1 i wyższy. W rzeczywistych systemach dystrybucji energii rzadko spotyka się współczynniki szczytu większe niż 3. Stąd współczynnikamplituda jest oznaką zniekształcenia sygnału.
Te pomiary mogą być wykonane tylko przez przyrządy zdolne do pomiaru rzeczywistej wartości skutecznej. Pokazuje, jak zniekształcony może być sygnał i rejestruje go zgodnie z błędem instrumentu. Większość cęgów prądowych jest w stanie mierzyć współczynniki szczytu 2 lub 3. Jest to wystarczające dla większości zastosowań.
Prąd przemienny
Jednym z głównych celów cęgów prądowych jest pomiar prądu przemiennego. Zwykle takie pomiary są przeprowadzane na gałęziach systemu dystrybucji energii elektrycznej. Określanie siły prądu płynącego przez różne obwody to rutynowe zadanie dla elektryka.
Do pomiaru potrzebujesz:
- Wybierz tryb AC.
- Otwórz szczęki i zamknij je wokół jednego przewodu.
- Odczytaj odczyty na wyświetlaczu.
Poprzez pomiar prądu wzdłuż odcinka obwodu, możesz łatwo określić, ile mocy pobiera każde obciążenie.
Gdy wyłącznik lub transformator przegrzewa się, najlepiej zmierzyć prąd obciążenia. Należy jednak upewnić się, że rejestrowane są prawdziwe wartości RMS, aby dokładnie zmierzyć sygnał, który nagrzewa te elementy. Konwencjonalny przyrząd nie poda prawdziwego odczytu, jeśli prąd i napięcie nie są sinusoidalne z powodu obciążeń nieliniowych.
Napięcie
Inną powszechną funkcją przyrządu jest pomiar napięcia. Nowoczesne cęgi prądowe są w stanie określić stałą i zmiennąNapięcie. Ten ostatni jest zwykle tworzony przez generator, a następnie rozprowadzany w sieci. Zadaniem elektryka jest wykonywanie pomiarów w całym układzie elektrycznym w celu znalezienia rozwiązania problemu. Innym zastosowaniem urządzenia jest sprawdzenie stanu naładowania baterii. W takim przypadku konieczny jest pomiar prądu stałego lub napięcia stałego za pomocą cęgów prądowych.
Rozwiązywanie problemów z obwodem zwykle rozpoczyna się od sprawdzenia parametrów sieci. Jeśli nie ma napięcia, jest za wysokie lub za niskie, problem należy rozwiązać przed kontynuowaniem wyszukiwania.
Zdolność cęgów prądowych do pomiaru napięcia AC zależy od częstotliwości sygnału. Większość testerów tego typu potrafi dokładnie określić ten parametr przy częstotliwościach 50-500 Hz, ale multimetr ma pasmo 100 kHz lub więcej. Dlatego pomiar tego samego napięcia testerami różnych typów daje różne wyniki. Multimetr cyfrowy umożliwia przyłożenie do obwodu napięcia o wysokiej częstotliwości, podczas gdy cęgi prądowe odfiltrowują część zawartą w sygnale powyżej ich szerokości pasma.
Podczas rozwiązywania problemów z VFD, przepustowość wejściowa przyrządu może być niezbędna do uzyskania miarodajnego odczytu. Ze względu na wysoką zawartość harmonicznych sygnału wychodzącego z przetwornicy częstotliwości multimetr cyfrowy, w zależności od szerokości pasma wejściowego, będzie mierzył większość napięcia. Rejestrowanie parametrów VFD nie jest powszechnym zadaniem. Silnik podłączony do częstotliwościprzetwornik odpowiada tylko na średnią wartość sygnału, a aby zarejestrować tę moc, pasmo wejściowe testera musi być węższe niż multimetru. Zacisk Fluke 337 jest specjalnie zaprojektowany do testowania i rozwiązywania tego typu problemów.
Zmierz napięcie w następujący sposób:
- Wybierz odpowiedni tryb cęgów prądowych: Napięcie DC DC (V) lub Napięcie AC AC (V ~).
- Podłącz czarny przewód sondy pomiarowej do gniazda wejściowego COM, a czerwony przewód do gniazda V.
- Przyłóż końcówki sondy do obwodu po przeciwnych stronach obciążenia lub źródła zasilania (równolegle do obwodu).
- Odczytaj odczyty, zwracając uwagę na jednostkę miary.
- Naciśnij przycisk HOLD, aby naprawić wynik. Następnie możesz odłączyć sondy od obwodu i dokonywać odczytów z bezpiecznej odległości.
Pomiar napięcia na wejściu wyłącznika przed i po podłączeniu obciążenia pozwala określić jego spadek. Jeśli znacząca, wskazuje, jak dobrze działa obciążenie.
Cęgi prądowe: instrukcje dotyczące pomiaru rezystancji
Rezystancja jest mierzona w omach. Jego wartość może wahać się od kilku miliomów dla styków do miliardów omów dla izolatorów. Większość cęgów prądowych mierzy rezystancję z rozdzielczością 0,1 oma. Gdy jego wartość przekroczy górną granicę lub obwód jest otwarty, na wyświetlaczu pojawi się OL.
Ten parametr powinien być mierzony, gdywyłączyć zasilanie, w przeciwnym razie przyrząd lub obwód zostaną uszkodzone. Niektóre urządzenia zapewniają ochronę pomiaru rezystancji w przypadku kontaktu z napięciami. W zależności od modelu poziom ochrony może się znacznie różnić.
Najczęstszym wymaganiem jest określenie rezystancji elektrycznej cewki stycznika.
Kolejność pomiarów jest następująca:
- Wyłącz zasilanie obwodu.
- Wybierz tryb pomiaru rezystancji.
- Podłącz czarny przewód sondy do gniazda COM, a czerwony do gniazda Ω.
- Dotknij końcówek sondy po obu stronach elementu lub odcinka obwodu, dla którego chcesz określić rezystancję.
- Odczytaj odczyty przyrządu.
Integralność łańcucha
Jest to szybki test rezystancji, który może wykryć przerwę w obwodzie.
Słyszalne cęgi prądowe sprawiają, że wiele z tych testów jest szybkich i łatwych. Urządzenie sygnalizuje, gdy wykryje zamknięty obwód, więc nie musisz patrzeć na wyświetlacz podczas sprawdzania. Poziom oporu wymagany do uruchomienia urządzenia może się różnić. Typowa to wartość nieprzekraczająca 20-40 omów.
Funkcje specjalne
Dość popularną funkcjonalnością cęgów prądowych, według opinii użytkowników, jest wyznaczanie częstotliwości prądu przemiennego. Aby to zrobić, zamknij „szczęki” wokół przewodnika i włącz tryb pomiaru częstotliwości. Na wyświetlaczu pojawi się częstotliwość sygnału. Ta funkcja jest bardzo przydatna do określaniaźródło problemów harmonicznych w sieci elektrycznej.
Kolejną cechą niektórych modeli (np. cęgi prądowe Mastech MS2115B) jest rejestracja wartości minimalnych i maksymalnych. Gdy ta funkcja jest włączona, każdy odczyt jest porównywany z wcześniej zapisanymi odczytami. Jeśli nowa wartość jest wyższa niż maksymalna, zastępuje ją. To samo porównanie dotyczy odczytu minimalnego. Dopóki funkcja MIN MAX jest aktywna, wszystkie pomiary są przetwarzane w ten sposób. Po pewnym czasie można wywołać każdą z tych wartości na wyświetlaczu i określić najwyższe i najniższe odczyty przez określony czas.
Dla elektryków pracujących z silnikami możliwość rejestracji prądu pobieranego przez silnik podczas rozruchu może wiele powiedzieć o jego stanie i obciążeniu. Za pomocą cęgów Fluke 335, 336 i 337 można go mierzyć „w ruchu”. Aby to zrobić, musisz zamknąć je wokół jednego z przewodów wejściowych silnika, aktywować tryb rozruchu i włączyć silnik. Wyświetlacz przyrządu pokaże maksymalny prąd pobierany przez silnik podczas pierwszych 100 ms cyklu rozruchowego.
Cęgi prądowe Uni-T UT210E umożliwiają bezdotykowe określenie obecności napięcia przemiennego lub pola elektromagnetycznego. W tym celu należy zbliżyć urządzenie do badanego obiektu na odległość 8–15 mm. Urządzenie rozróżnia 4 poziomy napięcia, daje odpowiedni sygnał dźwiękowy oraz sygnalizuje natężenie pola za pomocą wskaźnika świetlnego.
Cęgi prądowe DT-3347 obsługują funkcję pomiaru temperatury.
Bezpieczeństwo
Bezpieczny pomiar zaczyna się od wyboru odpowiedniego przyrządu do środowiska, w którym będzie używany. Po znalezieniu właściwego narzędzia należy go użyć zgodnie z zalecaną procedurą.
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna ustanowiła nowe standardy bezpieczeństwa podczas pracy przy układach elektrycznych. Należy upewnić się, że używany przyrząd jest zgodny z kategorią IEC i napięciem zatwierdzonym dla środowiska, w którym ma być wykonywany pomiar. Na przykład, jeśli pomiary są wykonywane na panelu elektrycznym o napięciu 480 V, należy użyć miernika cęgowego kategorii III 600 V. Oznacza to, że obwody wejściowe miernika są zaprojektowane tak, aby wytrzymać napięcia przejściowe zwykle występujące w tym środowisku bez szkody do użytkownika. Wybór narzędzia w tej klasie, które jest również certyfikowane przez UL, CSA, VDE lub TUV, oznacza, że zostało ono nie tylko zaprojektowane zgodnie z normami IEC, ale zostało niezależnie przetestowane i uznane za zgodne z tymi normami.
Przepisy bezpieczeństwa
- Zaciski zaciskowe muszą być używane zgodnie z przyjętymi normami bezpieczeństwa dla środowiska, w którym będą używane.
- Przed wykonaniem pomiaru sprawdź przewody sondy pod kątem uszkodzeń fizycznych.
- Upewnij się, że przewód jest nienaruszony, używając cęgów prądowych.
- Nie używaj sond z nieosłoniętymi połączeniami i bez ochrony palców.
- Musisz zastosowaćtylko urządzenia z wbudowanymi gniazdami wejściowymi.
- Obecne zaciski muszą być sprawne.
- Zawsze najpierw odłącz gorący (czerwony) przewód pomiarowy.
- Nie możesz pracować sam.
- Należy używać miernika z zabezpieczeniem przed przeciążeniem w trybie pomiaru rezystancji.
Funkcje specjalne
Następujące funkcje specjalne mogą ułatwić korzystanie z cęgów prądowych:
- Ikony na ekranie informują na pierwszy rzut oka, co jest mierzone (wolty, omy itp.).
- Funkcja zatrzymania danych zatrzyma odczyt na wyświetlaczu.
- Jeden przełącznik ułatwia wybór funkcji pomiarowych.
- Ochrona przed przeciążeniem zapobiega uszkodzeniu przyrządu i obwodu oraz chroni użytkownika.
- Automatyczne wykrywanie zakresu zapewnia zawsze prawidłowy wybór zakresu. Ustawienie ręczne umożliwia ustalenie zakresu dla powtarzanych pomiarów.
- Wskaźnik niskiego poziomu baterii zapewnia szybką wymianę baterii.
